[發明專利]用于設置具有有界整數域上多項式的哈密頓量表示的超導量子位系統的方法和系統

在審

• 申請號: 201780046598.X
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN109478256A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 薩哈爾·卡里米;普亞·羅納格
• 申請（專利權）人: 1QB信息技術公司
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 賀淑東

1.一種用于通過有界系數編碼設置超導量子位系統的方法，該超導量子位系統具有一有界整數域上的多項式的哈密頓量表示，所述方法包括：

(a)使用一個或多個計算機處理器來獲取(i)所述有界整數域上的多項式和(ii)整數編碼參數；

(b)使用所述整數編碼參數來計算所述有界系數編碼；

(c)使用所述有界系數編碼將所述多項式的每個整數變量變換為二進制變量的線性函數，并且如果用戶需要，則對所述二進制變量提供附加約束以避免所述有界系數編碼發生退化；

(d)用一等效二進制表示來替代所述多項式的每個整數變量，并且計算所述有界整數域上的所述多項式的等效二進制表示的系數。

(e)對所述有界整數域上的所述多項式的所述等效二進制表示執行降階，以生成二進制變量下至多為二階的等效多項式；以及

(f)使用二進制變量下所述至多為二階的所述等效多項式的所述系數，在所述超導量子位系統上設置局部場偏置和耦合強度。

2.根據權利要求1所述的方法，所述有界整數域上的所述多項式是單個有界整數變量。

3.根據權利要求2所述的方法，其中(f)包括向多個量子位分配多個對應的局部場偏置；其中使用所述整數編碼的所述參數來提供與所述多個量子位中的每個量子位相對應的每個局部場偏置。

4.根據權利要求1所述的方法，其中所述有界整數域上的所述多項式是若干有界整數變量的線性函數。

5.根據權利要求4所述的方法，其中(f)包括向多個量子位分配多個對應的局部場偏置；其中使用所述線性函數和所述整數編碼的所述參數來提供與所述多個量子位中的每個量子位相對應的每個局部場偏置。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述有界整數域上的所述多項式是若干有界整數變量的二次多項式。

7.根據權利要求6所述的方法，其中(f)包括將所述有界整數域上所述至多為二階的所述多項式的所述等效二進制表示嵌入到所述超導量子位系統的布局中，所述超導量子位系統在所述多個超導量子位中的每一個上均包括局部場，在所述多個超導量子位的多對中包括耦合。

8.根據任何前述權利要求所述的方法，其中所述超導量子位系統是量子退火機。

9.根據權利要求8所述的方法，還包括通過有界系數編碼對所述有界整數域上的所述多項式進行優化。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述通過有界系數編碼對所述有界整數域上的所述多項式進行的優化是通過以下處理實現的：對所述超導量子位上的初始橫向場進行量子絕熱演化，將其演化為在可測量軸上所述有界整數域上的所述多項式的最終哈密頓量表示。

11.根據權利要求9所述的方法，其中通過有界系數編碼對所述有界整數域上的所述多項式進行的所述優化包括：

(a)提供二進制變量下所述至多為二階的所述等效多項式；

(b)提供非退化約束系統；以及

(c)將符合所述非退化約束系統的二進制變量下所述至多為二階的所述等效多項式的優化問題作為二進制多項式約束下的多項式規劃問題進行求解。

12.根據權利要求1所述的方法，還包括通過有界系數編碼在一有界整數域上求解多項式約束下的多項式規劃問題。

13.根據權利要求12所述的方法，其中所述通過有界系數編碼對所述有界整數域上的多項式約束下的多項式規劃問題是通過以下處理實現的：對超導量子位上的初始橫向場進行量子絕熱演化，將其演化為在可測量軸上所述有界整數域上的所述多項式的最終哈密頓量表示。